2024-2025学年河南省郑州市中原区郑州中学高三（上）期中考试物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年河南省郑州市中原区郑州中学高三（上）期中考试物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 524.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-30 20:44:43 | ||
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文档简介
2024-2025学年河南省郑州市中原区郑州中学高三（上）期中考试
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，抛物线和直线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位置时间图像，时刻对应抛物线的顶点．下列说法正确的是( )
A. 在时刻，两车速率相等
B. 在时间内，车做匀变速直线运动
C. 在时间内，与车的平均速度相等
D. 在时间内，时刻两车相距最远
2.如图所示，质量为的某中学生背靠在地铁车厢，发现车厢内有两个质量均为的小球分别用细绳和固定的轻杆悬挂起来．系统稳定后，他用手机拍摄下某时刻的情景，发现细绳偏离竖直方向角度是，而固定的轻杆与竖直方向的夹角是，，重力加速度是下列说法正确的是
A. 地铁一定在向右加速运动，加速度大小为
B. 中学生受到的摩擦力一定向右
C. 中学生受到地铁施加的作用力大小等于
D. 细绳和轻杆对小球的作用力方向不同
3.如图所示为一乒乓球台的纵截面，是台面的两个端点位置，是球网位置，为中点，为中点。、、在同一竖直线上。第一次在点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点，同时落到点；第二次在点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点，同时落到点；乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置高度之比为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，摩天轮是一种大型转轮状的游乐观光设施，挂在轮边缘的是供游客搭乘的座舱，因座舱能自由调整，游客可以一直保持竖直坐姿，尽情欣赏城市美景。假设某一游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运
动。下列叙述正确的是( )
A. 在与圆心等高的位置时，游客的重力小于座椅对他的作用力
B. 游客所受的合外力为零
C. 摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变
D. 摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变
5.年月日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D. 下一次“火星冲日”将出现在年月日之前
6.如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度从点竖直向上抛出，在小球从点运动至与抛出点等高的位置点图中未画出的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最高点时速度和加速度都沿水平方向
B. 小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为
C. 小球上升过程和下降过程的机械能变化量之比为
D. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同
7.如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为，已知斜面倾角为，则在下滑过程中正确的是
A. 若力竖直向下，物块将沿斜面加速下滑
B. 若力垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑
C. 若力沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右
D. 地面对斜面无摩擦力
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一台起重机将放在地面上的一个箱子吊起。箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动，不计空气阻力。运动过程中箱子的机械能与其位移的关系图像如图所示，其中过程的图线为直线，过程的图线为曲线。由图像可知( )
A. 过程箱子的加速度可能等大
B. 过程中箱子的动能一直增加
C. 过程中箱子所受拉力不变
D. 过程中起重机的输出功率一直增大
9.如图所示，在平行于纸面的匀强电场图中未画出中，有一圆心角为的扇形，半径为，点为弧的中点。点有一个电子发射装置，可以向电场中各个方向发射动能为的电子，电子经过点和点的动能都为，忽略电子之间的相互作用力和电子重力，下列说法正确的是
A. 匀强电场方向由指向 B. 匀强电场电场强度大小为
C. 之间的电势差 D. 经过点的电子动能为
10.位于的波源从时刻开始振动，形成的简谐横波沿轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点的平衡位置，质点的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时，波源的位移为正
C. 时，质点沿轴负方向振动
D. 在到内，质点运动总路程是
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在用单摆测量重力加速度时，小明将小锁头栓接在不易形变的细丝线一端，另一端固定在点，并在细线上标记一点，如图所示。
将小锁头拉到某一高度细线与竖直方向夹角很小由静止释放，当锁头第一次到达最低点时开始计时并计数为，以后锁头每到达点一次，计数增加，计数为时，秒表测出单摆运动时间为，则该单摆的周期_________；
他保持点以下的细线长度不变，通过改变间细线长度以改变摆长，并测出单摆运动对应的周期，测量多组数据后，作出图乙所示图像，图像纵坐标应为_________选填“”、“”、“”、“”；
已知图像的斜率为，可求得当地的重力加速度_________。
图线乙明显不过原点，其图像与横轴交点的意义是_________。
12.某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。图中、为两个光电门，为固定在凹槽上的遮光条。实验前不挂钩码左右移动小木块使凹槽能够在长木板上匀速运动。设遮光条的宽度为，两光电门间的距离为。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽包括内部的砝码及钩码组成的系统。
按上述实验方案进行实验，是否要求凹槽包括内部的砝码的总质量远大于右边钩码的质量？___________选填“是”或“否”。
实验中与光电门连接的数字计时器可以测量遮光片经过光电门、所用的时间、。求得的加速度的表达式为________。用、、、表示
平衡摩擦以后，将钩码逐个拿到凹槽中，记录每次所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度，则下列哪一图象能正确反映加速度与悬挂钩码的重力之间的关系____________。
A. ． ． ．
已知凹槽包括内部的砝码的总质量为，右边钩码的质量为，重力加速度为，在平衡摩擦的情况下，释放凹槽的瞬间，凹槽与钩码间的细绳拉力。用、、表示
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.五人制足球赛因其比赛规则和比赛场地相对灵活，给那些想在将来改踢常规足球的球员提供了绝佳训练。如图所示，某五人制足球的赛场长，宽。在比赛中，攻方队员在中线附近突破防守队员，将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度的匀减速直线运动，加速度大小。该队员将足球踢出后，立即由静止启动追赶足球，他的运动可看成匀加速直线运动，加速度，能达到的最大速度。求：
在该队员追赶足球的过程中，该队员与足球之间的最大距离；
该队员至少经过多长时间能追上足球。
14.一轨道由粗糙水平轨道和光滑竖直圆弧轨道组成，有一定长度和高度的木板静止在水平轨道上。木板质量为，长度为，高度为，木板左侧在水平轨道点位置。一质量为的小物块可看做质点静止在木板左端，小物块与木板之间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。某时刻，使小物块和木板同时获得相同初始速度，经过一段时间后，物块恰好能由点沿切线方向进入圆弧轨道。一质量为的小物块可看做质点静止在圆弧轨道最低点，与发生完全非弹性碰撞。已知圆弧轨道圆心为点，半径，竖直，水平，。求：
轨道的长度；
两个小物块碰撞后，能上升的最高点到点的竖直距离。
15.如图，一水平面内放置的传送带，传送带区域为，长为，宽为，点为的中点，传送带以速度匀速运动，小物块质量，小物块与传送带的动摩擦因数为，取重力加速度为。
小物块从传送带的点无初速速释放，求小物块从释放到运动到端的时间；
小物块从传送带的点向点以某一水平速度射出，如恰好能从点返回，并从边离开传送带，求此过程小物块与传送带摩擦产生的热量；
小物块从传送带的点以平行于方向的速度射出，求小物块离开传送带时的位置。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
点距小锁头重心距离的负值
12.否
13.解：当该队员与足球的速度相同时，二者之间的距离最大，设经过的时间为，则
解得
二者之间的最大距离
代入数据解得
设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为，则有
代入数据解得
足球匀减速运动时间
队员加速追赶的时间
在此过程中的位移
之后队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移
由于 ，故足球停止运动时，队员没有追上足球，然后队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由运动学公式得
代入数据解得
该队员追上足球的时间
答：在该队员追赶足球的过程中，该队员与足球之间的最大距离是；
该队员至少经过时间能追上足球。
14.解：设木板和小物块可以一起减速，以整体为研究对象：
，
解得，
隔离小物块受力分析，
小物块受到的最大静摩擦力，
，
可知木板和小物块在减速过程中会有相对滑动。
对小物块，
解得：，
对木板：，
解得：，
设经过时间木板减速到，
，
解得：；
时间内物块的运动：，
，
解得
，
，
可知末，物块恰好运动到木板右端。接着小物块做平抛运动至点：
水平方向：，
竖直方向：，，
解得：，，
由题意可知：；
物块恰好能由点沿切线方向进入圆弧轨道，可知点速度，
速度偏角，
由已知关系可知，
小物块由到的过程中机械能守恒：，
在点与发生完全非弹性碰撞，由动量守恒可得，
两物块一起继续在轨道上运动的过程，机械能守恒：，
由以上各式解得两物块能上升的最高点到点的竖直距离：。
15.根据牛顿第二定律可得
由于
可知小物块先加速到与传送带达到共速，然后做匀速直线运动，加速所用时间为
加速位移为
匀速运动的时间为
可得总时间为
小物块向点射出后，恰好能从点返回时，与传送带摩擦产生的热量最大，设射出的初速度为，恰好到点有
运动的时间为
此段产生的热量为
然后，小物块反向加速到传送带速度，此段产生的热量为
所以总热量为
小物块射出后相对于传送带的运动方向如图所示
由于滑动摩擦力与相对运动方向相反，可得
由于
所以加速变的方向不变，小物体的两个方向的加速度分量不变，由上可知，相对地面，小物体在方向做匀减速直线运动，在方向做匀加速直线运动，设小物块从边射出，运动时间为，由匀减速运动可知
可得
此时沿方向的位移为
假设成立，所以小物块从边射出，射出点距离点为
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物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，抛物线和直线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位置时间图像，时刻对应抛物线的顶点．下列说法正确的是( )
A. 在时刻，两车速率相等
B. 在时间内，车做匀变速直线运动
C. 在时间内，与车的平均速度相等
D. 在时间内，时刻两车相距最远
2.如图所示，质量为的某中学生背靠在地铁车厢，发现车厢内有两个质量均为的小球分别用细绳和固定的轻杆悬挂起来．系统稳定后，他用手机拍摄下某时刻的情景，发现细绳偏离竖直方向角度是，而固定的轻杆与竖直方向的夹角是，，重力加速度是下列说法正确的是
A. 地铁一定在向右加速运动，加速度大小为
B. 中学生受到的摩擦力一定向右
C. 中学生受到地铁施加的作用力大小等于
D. 细绳和轻杆对小球的作用力方向不同
3.如图所示为一乒乓球台的纵截面，是台面的两个端点位置，是球网位置，为中点，为中点。、、在同一竖直线上。第一次在点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点，同时落到点；第二次在点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点，同时落到点；乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置高度之比为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，摩天轮是一种大型转轮状的游乐观光设施，挂在轮边缘的是供游客搭乘的座舱，因座舱能自由调整，游客可以一直保持竖直坐姿，尽情欣赏城市美景。假设某一游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运
动。下列叙述正确的是( )
A. 在与圆心等高的位置时，游客的重力小于座椅对他的作用力
B. 游客所受的合外力为零
C. 摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变
D. 摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变
5.年月日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D. 下一次“火星冲日”将出现在年月日之前
6.如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度从点竖直向上抛出，在小球从点运动至与抛出点等高的位置点图中未画出的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最高点时速度和加速度都沿水平方向
B. 小球上升过程和下降过程的水平方向位移之比为
C. 小球上升过程和下降过程的机械能变化量之比为
D. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同
7.如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为，已知斜面倾角为，则在下滑过程中正确的是
A. 若力竖直向下，物块将沿斜面加速下滑
B. 若力垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑
C. 若力沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右
D. 地面对斜面无摩擦力
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一台起重机将放在地面上的一个箱子吊起。箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动，不计空气阻力。运动过程中箱子的机械能与其位移的关系图像如图所示，其中过程的图线为直线，过程的图线为曲线。由图像可知( )
A. 过程箱子的加速度可能等大
B. 过程中箱子的动能一直增加
C. 过程中箱子所受拉力不变
D. 过程中起重机的输出功率一直增大
9.如图所示，在平行于纸面的匀强电场图中未画出中，有一圆心角为的扇形，半径为，点为弧的中点。点有一个电子发射装置，可以向电场中各个方向发射动能为的电子，电子经过点和点的动能都为，忽略电子之间的相互作用力和电子重力，下列说法正确的是
A. 匀强电场方向由指向 B. 匀强电场电场强度大小为
C. 之间的电势差 D. 经过点的电子动能为
10.位于的波源从时刻开始振动，形成的简谐横波沿轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点的平衡位置，质点的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时，波源的位移为正
C. 时，质点沿轴负方向振动
D. 在到内，质点运动总路程是
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在用单摆测量重力加速度时，小明将小锁头栓接在不易形变的细丝线一端，另一端固定在点，并在细线上标记一点，如图所示。
将小锁头拉到某一高度细线与竖直方向夹角很小由静止释放，当锁头第一次到达最低点时开始计时并计数为，以后锁头每到达点一次，计数增加，计数为时，秒表测出单摆运动时间为，则该单摆的周期_________；
他保持点以下的细线长度不变，通过改变间细线长度以改变摆长，并测出单摆运动对应的周期，测量多组数据后，作出图乙所示图像，图像纵坐标应为_________选填“”、“”、“”、“”；
已知图像的斜率为，可求得当地的重力加速度_________。
图线乙明显不过原点，其图像与横轴交点的意义是_________。
12.某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。图中、为两个光电门，为固定在凹槽上的遮光条。实验前不挂钩码左右移动小木块使凹槽能够在长木板上匀速运动。设遮光条的宽度为，两光电门间的距离为。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽包括内部的砝码及钩码组成的系统。
按上述实验方案进行实验，是否要求凹槽包括内部的砝码的总质量远大于右边钩码的质量？___________选填“是”或“否”。
实验中与光电门连接的数字计时器可以测量遮光片经过光电门、所用的时间、。求得的加速度的表达式为________。用、、、表示
平衡摩擦以后，将钩码逐个拿到凹槽中，记录每次所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度，则下列哪一图象能正确反映加速度与悬挂钩码的重力之间的关系____________。
A. ． ． ．
已知凹槽包括内部的砝码的总质量为，右边钩码的质量为，重力加速度为，在平衡摩擦的情况下，释放凹槽的瞬间，凹槽与钩码间的细绳拉力。用、、表示
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.五人制足球赛因其比赛规则和比赛场地相对灵活，给那些想在将来改踢常规足球的球员提供了绝佳训练。如图所示，某五人制足球的赛场长，宽。在比赛中，攻方队员在中线附近突破防守队员，将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度的匀减速直线运动，加速度大小。该队员将足球踢出后，立即由静止启动追赶足球，他的运动可看成匀加速直线运动，加速度，能达到的最大速度。求：
在该队员追赶足球的过程中，该队员与足球之间的最大距离；
该队员至少经过多长时间能追上足球。
14.一轨道由粗糙水平轨道和光滑竖直圆弧轨道组成，有一定长度和高度的木板静止在水平轨道上。木板质量为，长度为，高度为，木板左侧在水平轨道点位置。一质量为的小物块可看做质点静止在木板左端，小物块与木板之间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。某时刻，使小物块和木板同时获得相同初始速度，经过一段时间后，物块恰好能由点沿切线方向进入圆弧轨道。一质量为的小物块可看做质点静止在圆弧轨道最低点，与发生完全非弹性碰撞。已知圆弧轨道圆心为点，半径，竖直，水平，。求：
轨道的长度；
两个小物块碰撞后，能上升的最高点到点的竖直距离。
15.如图，一水平面内放置的传送带，传送带区域为，长为，宽为，点为的中点，传送带以速度匀速运动，小物块质量，小物块与传送带的动摩擦因数为，取重力加速度为。
小物块从传送带的点无初速速释放，求小物块从释放到运动到端的时间；
小物块从传送带的点向点以某一水平速度射出，如恰好能从点返回，并从边离开传送带，求此过程小物块与传送带摩擦产生的热量；
小物块从传送带的点以平行于方向的速度射出，求小物块离开传送带时的位置。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
点距小锁头重心距离的负值
12.否
13.解：当该队员与足球的速度相同时，二者之间的距离最大，设经过的时间为，则
解得
二者之间的最大距离
代入数据解得
设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为，则有
代入数据解得
足球匀减速运动时间
队员加速追赶的时间
在此过程中的位移
之后队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移
由于 ，故足球停止运动时，队员没有追上足球，然后队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由运动学公式得
代入数据解得
该队员追上足球的时间
答：在该队员追赶足球的过程中，该队员与足球之间的最大距离是；
该队员至少经过时间能追上足球。
14.解：设木板和小物块可以一起减速，以整体为研究对象：
，
解得，
隔离小物块受力分析，
小物块受到的最大静摩擦力，
，
可知木板和小物块在减速过程中会有相对滑动。
对小物块，
解得：，
对木板：，
解得：，
设经过时间木板减速到，
，
解得：；
时间内物块的运动：，
，
解得
，
，
可知末，物块恰好运动到木板右端。接着小物块做平抛运动至点：
水平方向：，
竖直方向：，，
解得：，，
由题意可知：；
物块恰好能由点沿切线方向进入圆弧轨道，可知点速度，
速度偏角，
由已知关系可知，
小物块由到的过程中机械能守恒：，
在点与发生完全非弹性碰撞，由动量守恒可得，
两物块一起继续在轨道上运动的过程，机械能守恒：，
由以上各式解得两物块能上升的最高点到点的竖直距离：。
15.根据牛顿第二定律可得
由于
可知小物块先加速到与传送带达到共速，然后做匀速直线运动，加速所用时间为
加速位移为
匀速运动的时间为
可得总时间为
小物块向点射出后，恰好能从点返回时，与传送带摩擦产生的热量最大，设射出的初速度为，恰好到点有
运动的时间为
此段产生的热量为
然后，小物块反向加速到传送带速度，此段产生的热量为
所以总热量为
小物块射出后相对于传送带的运动方向如图所示
由于滑动摩擦力与相对运动方向相反，可得
由于
所以加速变的方向不变，小物体的两个方向的加速度分量不变，由上可知，相对地面，小物体在方向做匀减速直线运动，在方向做匀加速直线运动，设小物块从边射出，运动时间为，由匀减速运动可知
可得
此时沿方向的位移为
假设成立，所以小物块从边射出，射出点距离点为
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